黃土溝坡重力侵蝕與產(chǎn)沙過程試驗研究.pdf

1、重力侵蝕不僅是一種自然災(zāi)害，也是土壤侵蝕的一種重要形式，其驅(qū)動的水沙運(yùn)動是當(dāng)前地表水土過程研究的重要議題。然而，由于重力侵蝕類型多、影響因素復(fù)雜、隨機(jī)性大，難以有效實施定點觀測，數(shù)據(jù)資料獲取困難，因而該研究一直是土壤侵蝕研究的薄弱環(huán)節(jié)。針對黃土高原晉陜蒙接壤區(qū)重力侵蝕嚴(yán)重、且對流域侵蝕產(chǎn)沙有重要貢獻(xiàn)的現(xiàn)實，本文采用模擬降雨現(xiàn)場試驗、黃土抗剪強(qiáng)度室內(nèi)測試和現(xiàn)場調(diào)查相結(jié)合的方法，研究重力侵蝕產(chǎn)沙過程及對徑流泥沙粒徑的影響，分析重力侵蝕的觸發(fā)

2、和演變規(guī)律。
　　現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果證實:降雨是崩滑災(zāi)害發(fā)生的主要誘發(fā)因素，在黃土高原的一些小流域中，重力侵蝕產(chǎn)沙可占整個小流域產(chǎn)沙量的50％以上。室內(nèi)測試分析證實:干密度通過影響?zhàn)ぞ哿蛢?nèi)摩擦角來影響抗剪強(qiáng)度，而含水量主要通過影響?zhàn)ぞ哿碛绊懣辜魪?qiáng)度。本研究還通過自主改進(jìn)設(shè)計的地貌儀與可移動降雨模擬試驗室相結(jié)合，實現(xiàn)了未擾動原狀溝坡重力侵蝕過程的實時動態(tài)觀測，陜西神木縣六道溝小流域溝坡重力侵蝕過程現(xiàn)場試驗結(jié)果證實:(1)重力侵蝕災(zāi)害的

3、群發(fā)性特征十分明顯，其發(fā)生的頻率和規(guī)模呈冪函數(shù)分布。坡度60°、70°和80°，坡高1m和1.5m，雨強(qiáng)0.8和2.0mm/min時次降雨量50mm的參數(shù)組合的7組地形41場降雨共導(dǎo)致單次崩滑量大于300cm3的重力侵蝕事件為499次，平均每場降雨導(dǎo)致12次崩滑事件，一場降雨中最高可發(fā)生43次。隨著崩滑體規(guī)模的增大，重力侵蝕發(fā)生的概率呈冪函數(shù)關(guān)系減小。應(yīng)用本試驗獲得的499次崩滑數(shù)據(jù)，得到重力侵蝕發(fā)生概率密度P和體積規(guī)模v之間的經(jīng)驗關(guān)系

4、為:P=1256.4v-1525。(2)重力侵蝕顯著影響了徑流含沙量，并對坡溝系統(tǒng)侵蝕產(chǎn)沙產(chǎn)生了重要貢獻(xiàn)。上述7組地形的31次典型崩滑事件分析發(fā)現(xiàn)，重力侵蝕發(fā)生時徑流含沙量平均值是重力侵蝕發(fā)生前的3倍;與水力侵蝕相比，重力侵蝕影響下的出口輸沙率平均增大了250％，這意味著在小流域地區(qū)的減沙方面，防治重力侵蝕的發(fā)生比其他措施更有效。(3)重力侵蝕產(chǎn)沙過程對下游溝道徑流泥沙粒徑產(chǎn)生顯著影響。上述7組地形中選取有切溝出現(xiàn)的坡度60°、70°和